虚拟现实实验实训教学内容篇-深圳班-上午-文福安

7月31日研修班授课内容上午8:30~9:20虚拟现实与虚拟实验实训教学内容9:30~10:20虚拟现实设备选型与应用10:30~11:30虚拟现实教学案例演示与体验下午13:30~14:20虚拟现实实验实训教学管理14:30~15:20虚拟现实软件开发15:30~16:30提问与交流第一页，共54页。虚拟现实与虚拟实验实训教学3虚拟现实与教育教学深度融合虚拟现实实验实训

2虚拟现实应用普及化浪潮来临

4基于虚拟现实技术的实验实训5虚拟现实实验实训系统的内容

1北邮虚拟实验研究与教学应用ElectronicInformationVirtualSimulationExperimentalTeachingCenter2/84

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第二页，共54页。报告人文福安简介1997年，开始互联网教学应用的研究与开发2002年，担任北京邮电大学网络教育技术研究所常务副所长2003年，担任国家科技部863计划重大专项网络教育责任专家2008年，国家级（网络）精品课程《计算机通信网》负责人多次承担国家科技攻关、863、支撑计划重大项目研究领域为：虚拟仿真实验教学系统及教育信息化北京邮电大学网络教育学院教授计算机应用技术学科带头人网络教学系统研究中心主任国家级电子信息虚拟仿真实验教学中心副主任高教学会实验室管理工作分会高职高专工作委员会委员3/84

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第三页，共54页。44北邮2006年虚拟实验的第一次教学应用Linux的网卡配置实验FTP服务器配置实验DNS服务与配置实验HTTP服务与配置实验时间人员人数实验内容北邮网院河南工程硕士班86名学生2006年11月—12月第四页，共54页。2009年承担国家科技支撑计划项目国家十一五科技支撑计划项目“虚拟实验教学环境关键技术研究与应用示范”

2012年8月22日在北京通过科技部和教育部组织的验收5/84

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第五页，共54页。2012高校实验教学模式创新获北京市教学成果奖建立了“理论授课-虚拟实验-实验室教学”融合的实验教学体系6/84

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第六页，共54页。2013年成为首批国家级虚拟仿真实验教学中心7/84

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第七页，共54页。2014年第二批国家级虚拟仿真实验教学中心8/84

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第八页，共54页。贵州省企业网搭建与应用比赛*第九页，共54页。虚拟现实与虚拟实验实训教学3虚拟现实与教育教学深度融合虚拟现实实验实训

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4基于虚拟现实技术的实验实训5虚拟现实实验实训系统的内容

1北邮虚拟实验研究与教学应用ElectronicInformationVirtualSimulationExperimentalTeachingCenter10/84

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第十页，共54页。虚拟现实扑面而来2016年是虚拟现实元年但虚拟现实并不是一个新概念第十一页，共54页。什么是虚拟现实？虚拟现实（VR）技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体互动的系统仿真，可使用户沉浸到该环境中。百度百科第十二页，共54页。沉浸感Immersionmersion虚拟现实的特点第十三页，共54页。交互性InteractionInteraction虚拟现实的特点第十四页，共54页。构想性Imaginationon虚拟现实的特点第十五页，共54页。虚拟现实与虚拟仿真虚拟仿真是虚拟现实的核心技术虚拟现实是将虚拟仿真技术与具有沉浸感的自然交互外设结合的产物虚拟仿真与普通电脑的结合提供了一种廉价的交互性和构想性第十六页，共54页。虚拟现实给教育教学带来的冲击虚拟现实彻底改变了我们一直以来对未知世界的表达方式，从而使得实验实训教学的示教、训练和考核方式更为科学、有趣和简便易行。在本报告中，虚拟现实、虚拟仿真、虚拟实验室大多数情况下具有相近的意义。尽管这三个概念有细微的差别。第十七页，共54页。虚拟现实与虚拟实验实训教学3虚拟现实与教育教学深度融合虚拟现实实验实训

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4基于虚拟现实技术的实验实训5虚拟现实实验实训系统的内容

1北邮虚拟实验研究与教学应用ElectronicInformationVirtualSimulationExperimentalTeachingCenter18/84

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第十八页，共54页。国家教育部虚拟仿真实验教学推进政策《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》提出建立虚拟实验室构想虚拟实验室是互联网技术、虚拟现实技术、混合现实技术、教育技术在实验教学领域的重要应用以虚拟仿真为核心的信息技术将引发教学手段的重大的、前所未有的变革。19/84

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第十九页，共54页。虚拟实验室将成为重要的教学环境第二十页，共54页。虚拟现实的教学意义虚拟仿真技术是推动教育创新的发动机。以虚拟仿真为核心的互联网+虚拟现实将引发教学手段的重大的、前所未有的变革。

第二十一页，共54页。虚拟现实应用于教学任重而道远目前虚拟现实技术的应用尚处于探索阶段。虚拟现实应用于实验实训教学任重而道远：1)虚拟现实技术是非常复杂的2)教学对虚拟现实系统的要求是非常高的3)虚拟现实仿真涉及到的专业领域是非常宽的4)学校开展虚拟现实实训教学的政策尚未落实5)亟待加强对虚拟现实建设和应用人员的培训第二十二页，共54页。国家教育部虚拟仿真实验教学推进政策《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》提出建立虚拟实验室的构想。《教育部关于全面提高高等教学质量的若干意见》（教高〔2012〕4号）文件提出开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验的要求。2013年教育部关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知（教高司函〔2013〕94号）决定开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。到2015年全国已经遴选了300个示范中心中国高教学会实验室管理工作分会成立了高职高专工作委员会，加强信息技术与职业院校教育教学的深度融合。23/84

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第二十三页，共54页。教育部虚拟仿真实验教学文件

工作指导思想：虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是学科专业与信息技术深度融合的产物。

20字指导思想：科学规划、共享资源、突出重点、提高效益、持续发展怎样在职业院校开展实验实训教学？

第二十四页，共54页。虚拟仿真实验中心建设的要点虚拟现实实验实训教学系统建设要点：1)采用虚拟现实技术加强习岗实训2)采用增强现实技术加强顶岗实习3)采用互联网技术加强识岗教育4)优先解决实验实训教学中的瓶颈5)做好实验实训教学顶层设计6)建设的关键是应用

第二十五页，共54页。虚拟现实与虚拟实验实训教学3虚拟现实与教育教学深度融合虚拟现实实验实训

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4基于虚拟现实技术的实验实训5虚拟现实实验实训系统的内容

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第二十六页，共54页。从理论学习到实验实训之间的跨越对学生来讲有一定难度虚拟仿真实验在教学中的地位【网络】虚拟现实仿真教学【实训室】实验实训【企业】实习【教室】课堂教学知识获取虚拟现实仿真有利于学生实现从知识学习到实验实训的跨越27/84

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第二十七页，共54页。虚拟仿真技术在实验实训各环节都能发挥作用实验中实验报告实验评价实验评估实验前实验教学仿真预习28/84

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知识训练与测评开放预约教学门户与公告第二十八页，共54页。虚拟仿真技术在实验实训各环节都能发挥作用实验中实验报告实验评价实验评估实验前实验教学监控和数据采集指导、答疑与交流仿真预习29/84

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知识训练与测评开放预约仿真实验实验门户与公告第二十九页，共54页。实验门户与公告实训报告管理虚拟仿真技术在实验实训各环节都能发挥作用实验中实验报告实验评价实验评估实验前实验教学教学评估自动批改监控和数据采集指导、答疑与交流仿真预习30/84

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知识训练与测评开放预约仿真实验成果展示与交流第三十页，共54页。因地制宜开展虚拟现实系统建设工作各个职业院校的差异性巨大1)专业不同2)学生的层次不同3)现有的优势资源不同4)学校的投入不同职业院校虚拟现实系统的建设要因地制宜。第三十一页，共54页。虚拟现实与虚拟实验实训教学3虚拟现实与教育教学深度融合虚拟现实实验实训

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4基于虚拟现实技术的实验实训5虚拟现实实验实训系统的内容

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第三十二页，共54页。学校常见的实验实训教学系统硬件系统远程系统智能仪器系统虚拟现实系统仿真系统展览展示系统33/84

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第三十三页，共54页。虚拟现实仿真教学资源建设原则遵循“虚实结合、相互补充、能实不虚”原则在实验实训教学设计中积极探索各种类型系统的优势互补，将各种类型的系统优化组合。原理抽象概念通过动画模拟展示即可满足识岗要求；智能仪器及设备操作通过远程系统向学生开放；基本型和综合型的实验实训通过实物现场实验实训提高学生动手实践能力；设计型、不易实施的实验实训通过虚拟现实仿真系统完成检验标准：学校用最低的成本达到预期的教学目标。第三十四页，共54页。虚拟仿真实验教学资源建设原则

构建高度仿真的虚拟现实实验实训环境对实验实训系统进行对象建模，一方面追求虚拟现实实验实训环境的沉浸感，另一方面也要有灵活的交互性。把实验实训所需的虚拟设备、元件通过虚拟现实环境提供给学生和教师，允许自由搭建和设计；学生可以在实验实训平台上开展设计型、创新型实践；教师可以根据本校学生的实际水平和教学目标在虚拟现实平台上定制实验，发挥教师的教学经验。检验标准：学生的分析和设计能力有效提升。第三十五页，共54页。自主构建系统可自主选择实验器材自由构建实验系统。系统是固定的固定实验系统不能灵活地连接配置系统；仿真层次越高，支撑的实验越灵活什么样的实验才是高度仿真？输入是固定的演示类(Flash/课件)输入参数不能调整；36/84

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第三十六页，共54页。模拟电路虚拟实验仿真系统

器材栏实验区37/84

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第三十七页，共54页。各种常用的电工电子虚拟仪器和元件38/84

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第三十八页，共54页。39计算机网络安全虚拟平台*第三十九页，共54页。40Linux计算机虚拟操作界面*第四十页，共54页。虚拟现实仿真教学资源建设原则

采用可共享的虚拟现实仿真教学资源

实验实训系统应便于在网络上运行；虚拟现实仿真资源支持各种常见的虚拟现实外设；购买软件的应用许可不应限制用户数检验标准：虚拟现实仿真资源未来可向其他学校共享。第四十一页，共54页。医学学科OSCE客观结构化临床考试、滴定药物TMP含量虚拟仿真实验

第四十二页，共54页。心理学科虚拟宇宙探索生命、宇航体验、大脑迷宫虚拟仿真实验

第四十三页，共54页。农林学科设施农业生产系统实验

第四十四页，共54页。建筑学科古建筑结构识别虚拟仿真实验

第四十五页，共54页。电气学科10KV开关柜的局部放电测量、电力系统故障特征分析

第四十六页，共54页。法学学科典型案件现场勘验与记录

第四十七页，共54页。机械学科金属材料